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Nach dem Doublegewinn von 2004 wurde die Mannschaft sukzessive verstärkt und qualifizierte sich seitdem sechs Mal für die Champions League, von 2004–2008 sogar ohne Unterbrechung. Einziger namhafter Titel dieser Ära blieb allerdings der DFB-Pokalgewinn 2009.
Nur in den Spielzeiten 2004/05 und 2005/06 konnte Werder die Gruppenphase der Champions League überstehen. In beiden Fällen wurde die Mannschaft im Achtelfinale gestoppt: 2005 deutlich durch den französischen Serienmeister Olympique Lyon, 2006 knapp durch Juventus Turin. Hierbei ließ Torhüter Bremens Torhüter Tim Wiese in der 88. Minute einen schon abgefangenen Ball wieder fallen, als er zur Zeitgewinnung eine Rolle vollführte, was im spielentscheidenden Gegentor resultierte. In den folgenden Jahren musste Werder nach der CL-Gruppenphase jeweils den Gang in den UEFA-Pokal antreten. Größte Erfolge waren hierbei das Erreichen des Halbfinales 2007 (gegen Espanyol Barcelona) und des Finales 2009 (1:2 nach Verlängerung gegen Schachtar Donezk).
In der Bundesliga
In der Saison 2004/05 verpflichtete Werder nach dem Weggang von Aílton Miroslav Klose als dessen Nachfolger. Mit dem Erreichen des DFB-Pokal-Halbfinales sowie des dritten Platzes in der Bundesliga etablierte sich der Verein in der nationalen Spitze. In der Champions League setzte sich Werder in der Vorrunde als Gruppenzweiter unter anderem gegen den damals amtierenden UEFA-Cup-Sieger FC Valencia durch und verlor im Achtelfinale zweimal hoch gegen den französischen Serienmeister Olympique Lyon.
Diese insgesamt positive Entwicklung setzte sich in der darauffolgenden Saison 2005/06 fort, zu deren Auftakt Frings zu Werder zurückkehrte sowie mit Naldo ein neuer Innenverteidiger verpflichtet wurde. Der Verein wurde Vizemeister und stellte mit Klose den Torschützenkönig (25 Tore) sowie Top-Scorer. Im DFB-Pokal schied Bremen beim FC St. Pauli in einem wegen winterlicher Platzverhältnisse umstrittenen Viertelfinale aus. Die Champions League endete für Werder im Achtelfinale gegen Juventus Turin. Das Heimspiel hatte Werder durch späte Tore noch mit 3:2 gewonnen, doch ließ
Nach dem Weggang des Spielmachers Micoud wurde dieser 2006/07 durch Diego ersetzt und die Mannschaft außerdem durch Almeida, Fritz, Mertesacker, Womé und Rosenberg verstärkt, womit Werder Bremen mehr als je zuvor investierte. Zum Saisonauftakt gewann Werder den Ligapokal und wurde Herbstmeister. Nach einer Schwächeperiode zu Beginn der Rückrunde, Verunsicherungen durch Wechselgerüchte um und eine Formkrise von Klose sowie Verletzungsproblemen endete die Saison nur auf Rang drei. In der „Todesgruppe“ der Champions League mit dem FC Chelsea und dem FC Barcelona schied Werder mit zehn Punkten aus sechs Spielen als bester Dritter aller Zeiten aus. Im UEFA-Cup-Wettbewerb kam das Aus erst im Halbfinale gegen Espanyol Barcelona.
Vor der Saison 2007/08 verließ Klose den Verein Richtung München. Neben dem Stürmer Boubacar Sanogo wurde nach einem monatelangen Transferpoker Carlos Alberto, bis zu diesem Zeitpunkt mit 7,8 Millionen Euro teuerste Einkauf der Vereinsgeschichte, verpflichtet, der die Erwartungen nicht erfüllen konnte. Trotz einer Verletzungsmisere[1] war Bremen zum Ende der Hinrunde punktgleich mit Herbstmeister Bayern München. Am 8. Spieltag landete Werder dabei einen historischen 8:1-Heimsieg gegen Arminia Bielefeld. Eine sportliche Krise zu Beginn der Rückrunde kostete Werders Meisterchance, doch wurde Bremen durch eine Serie von acht Spielen ohne Niederlage zum Saisonende noch Vizemeister. Mit insgesamt zwanzig verschiedenen Spielern, die ein Tor erzielten, stellte das Team dabei einen neuen Bundesligarekord auf. In der Champions League erreichte Werder den dritten Vorrundenrang und schied im UEFA-Cup wie auch im DFB-Pokal im Achtelfinale aus.
Der Kader für die Spielzeit 2008/09 veränderte sich kaum. Einzig Tim Borowski, Leistungsträger der vergangenen Jahre, verließ den Verein Richtung Bayern. Für den Sturm wurde mit Claudio Pizarro ein ehemaliger Werderaner vom FC Chelsea ausgeliehen. Die Bundesliga-Saison verlief mit Platz 10 so schlecht wie zuletzt zu Beginn von Schaafs Amtszeit bei Werder Bremen. Die Mannschaft schoss in fünf Spielen jeweils fünf Tore, was keinem anderen Bundesliga-Team gelang. Dem standen allerdings 13 Niederlagen gegenüber, teilweise gegen Abstiegskandidaten. In der Champions League schied Werder in der Gruppenphase aus, erreichte aber wieder den UEFA-Cup. Nach Siegen über den AC Mailand, den AS Saint-Étienne, Udinese Calcio und den Hamburger SV erreichten die Grün-Weißen das Finale in Istanbul, wo sie Schachtar Donezk mit 1:2 nach Verlängerung unterlagen. Werder Bremen gewann dafür den DFB-Pokal durch ein 1:0 im Endspiel gegen Bayer Leverkusen und qualifizierte sich damit für die UEFA Europa League.
Vor der Saison 2009/10 erfolgte ein Umbruch im Werder-Mittelfeld. Der langjährige Kapitän Frank Baumann beendete seine Karriere, der Brasilianer Diego wechselte zu Juventus Turin. Torsten Frings wurde zum neuen Mannschaftsführer ernannt und Marko Marin von Borussia Mönchengladbach verpflichtet. Zusätzlich kehrten Tim Borowski vom FC Bayern München sowie Claudio Pizarro vom FC Chelsea zurück. Mesut Özil etablierte sich als neuer Spielmacher in der Bremer Mannschaft, wechselte jedoch noch vor Beginn der Saison 2010/11 zu Real Madrid. In der Europa League 2009/10 scheiterte das Team im Achtelfinale am FC Valencia. Werder erreichte im DFB-Pokal 2010 wie in der Vorsaison das Finale, unterlag dort jedoch dem FC Bayern München mit 0:4. In der Bundesliga sicherte sich Bremen mit dem 3. Platz die Teilnahme an der Qualifikation für die UEFA Champions League, in der man sich gegen Sampdoria Genua durchsetzen und somit für die Gruppenphase qualifizieren konnte.
In der Bundesliga-Saison 2010/11 kämpfte Werder gegen den Abstieg und landete am Ende auf Platz 13, was die schlechteste Platzierung seit Thomas Schaafs Dienstantritt darstellte. Im DFB-Pokal scheiterte Bremen in der 2. Runde am FC Bayern. In der Champions League traf Werder auf Inter Mailand, FC Twente Enschede und Tottenham Hotspur. Mit nur fünf Punkten aus sechs Spielen schied Bremen als Gruppenletzter aus.
In der Saison 2011/12 schied Werder gegen den 1. FC Heidenheim in der 1. Runde des DFB-Pokals aus.